20 ESEMPI DI SUBLIMAZIONE CHIMICA E CARATTERISTICHE - CHIMICA - 2025

Alcuni esempi di sublimazione chimica sono i processi a cui sono sottoposti acqua, anidride carbonica, iodio, arsenico o zolfo. In essi si osserva il cambiamento di fase diretto da solido a gas senza il precedente passaggio alla fase liquida.

Gli esempi classici di sublimazione sono stabiliti dal ghiaccio secco (immagine in basso), che consiste di anidride carbonica congelata; e iodio, con i suoi cristalli viola. Per sapere se un composto può sublimare o meno, devi andare al suo diagramma di fase in funzione della pressione e della temperatura (PV).

Un pezzo di ghiaccio secco reagisce e neutralizza una soluzione di idrossido di sodio colorata dalla fenolftaleina. Fonte: Alessandro e Damiano

In questi diagrammi di fase si osserva un punto in cui le tre linee che separano le fasi solida, liquida e gassosa si uniscono (e coesistono contemporaneamente): il punto triplo. Al di sotto di questo punto ci sono due zone in equilibrio: una per il solido e una per il gas. Pertanto, manipolando la pressione, si ottiene la transizione diretta solido-gas.

Questo è il motivo per cui molti altri composti solidi sono in grado di sublimare se riscaldati abbassando la pressione o applicando il vuoto.

Esempi di sublimazione

Ghiaccio secco

Il ghiaccio secco o CO ₂ solido è l'esempio più rappresentativo di sublimazione. Si chiama secco perché non lascia traccia di umidità, è freddo ed emana il fumo bianco che tanto è stato usato nei giochi.

Appena prodotto (a -78,5 ºC) inizia a sublimare a qualsiasi temperatura; basta esporlo al sole per sublimarlo immediatamente. Può essere visto nella seguente immagine:

Iodio

Sia il ghiaccio secco che lo iodio sono solidi molecolari. Lo iodio è costituito da I ₂ molecole che sono accoppiate per formare cristalli viola. Poiché le loro forze intermolecolari sono deboli, una parte significativa di questi cristalli si sublima invece di sciogliersi quando riscaldati. Quanto sopra spiega perché i vapori viola emanano dallo iodio.

Ghiaccio e neve

Sulle alture delle vette innevate la neve può sublimare a causa della minore pressione subita dai suoi cristalli. Tuttavia, tale sublimazione è estremamente lenta rispetto al ghiaccio secco e allo iodio; la pressione del vapore del ghiaccio e della neve è molto più bassa e quindi non sublima altrettanto rapidamente.

Se a questa lenta sublimazione si aggiunge il fattore vento, che trascina le molecole dalla superficie del ghiaccio e della neve, erodendone la superficie, le masse ghiacciate finiscono per essere ablate; cioè, si riducono di dimensioni durante la diffusione o la diffusione di colline (morene) di neve. L'immagine seguente mostra la sublimazione del ghiaccio:

Mentolo

Nonostante lo iodio abbia un certo odore caratteristico, dal mentolo possiamo far emergere una qualità condivisa da tutti i solidi capaci di sublimarsi in determinate condizioni di pressione o temperatura: sono composti profumati.

Il fatto che un solido sia odoroso significa che la sua pressione di vapore è abbastanza alta da poter percepire le sue molecole con il nostro senso dell'olfatto. Pertanto, i cristalli di mentolo possono sublimare se vengono riscaldati nel vuoto. Se i vapori entrano in contatto con una superficie fredda, si depositano in una raccolta di cristalli luminosi e purificati.

La sublimazione è quindi una tecnica che consente la purificazione dei solidi volatili; esempi concreti di cui ci sono ancora esempi da menzionare.

Zinco

Lo zinco ha un punto di ebollizione notevolmente basso (419,5 ° C) rispetto ad altri metalli. Se viene riscaldato anche applicando il vuoto, i tuoi cristalli finiranno per sublimare.

Arsenico

Il caso dell'arsenico è più distinto di quello dello zinco: non ha nemmeno bisogno che la pressione diminuisca per sublimare a 615ºC; temperatura alla quale si formano vapori di arsenico eccessivamente tossici. Per sciogliersi o fondere, deve essere riscaldato a pressioni elevate.

Composti organometallici

Sebbene non si possa generalizzare che tutti i composti organometallici possano sublimare, un ampio repertorio di essi, costituito da metalloceni, M (C ₅ H ₅ ) ₂ e carbonili metallici, con legami M-CO coordinati, sublimano a causa di le loro deboli interazioni intermolecolari.

Ad esempio, i metalloceni, tra cui il nichelocene (verde) e il vanadocene (viola), sublimano e poi depositano i loro cristalli in geometrie attraenti e luminose. Meno sorprendentemente, lo stesso vale per i carbonili metallici.

I fullereni

I palloncini C ₆₀ e C ₇₀ interagiscono tra loro per mezzo delle forze di dispersione di Londra, che differiscono solo per le loro masse molecolari. La relativa "debolezza" di tali interazioni conferisce ai fullereni una tensione di vapore in grado di eguagliare la pressione atmosferica a 1796 ºC; e nel processo, sublimano i loro cristalli neri.

Caffeina

La caffeina estratta dal tè o dai chicchi di caffè può essere purificata se riscaldata a 160 ºC, perché invece di sciogliersi si sublima subito. Questo metodo viene utilizzato per purificare i campioni di caffeina, sebbene parte del suo contenuto venga perso se i vapori fuoriescono.

La teobromina

Come la caffeina, la teobromina, ma proveniente da cioccolatini o fave di cacao, viene purificata per sublimazione a 290ºC una volta estratta. Il processo è facilitato applicando il vuoto.

Saccarina

I cristalli di saccarina sublimano e vengono purificati dall'azione del vuoto.

Morfina

La morfina sintetizzata da utilizzare come analgesico viene purificata, ancora una volta, per sublimazione a 110 ° C e applicazione del vuoto. Sia la morfina che la caffeina sono costituite da grandi molecole, ma con forze intermolecolari relativamente deboli rispetto alle loro masse.

Canfora

Come il mentolo, la canfora è un solido profumato, che sublima i vapori bianchi se adeguatamente riscaldato.

1,4-diclorobenzene

L'1,4-diclorobenzene è un solido molto profumato, con un odore simile al naftalene, che fonde anch'esso a 53 ° C. Per questo si deve supporre, giustamente, che possa sublimare; anche in misura apprezzabile senza nemmeno riscaldarsi e per un mese.

benzoino

Come la canfora, il benzoino, con un odore simile alla canfora, viene purificato per sublimazione.

Purina

Le purine e altre basi azotate possono sublimare a temperature superiori a 150ºC e applicare il vuoto dalle cellule batteriche.

Arsenico

Alla temperatura di 615 ° C, l'arsenico sublima. Questo rappresenta un pericolo data la tossicità dell'elemento.

Zolfo

Questo elemento sublima tra 25 e 50 ° C provocando gas tossici e soffocanti.

Alluminio

Questo metallo viene sublimato a temperature superiori a 1000 ° C per determinati processi industriali.

Metallurgia

Alcune leghe vengono purificate mediante metodi di sublimazione. In questo modo, i composti che compongono la lega vengono separati, ottenendo prodotti purificati.

Stampa sublimatica

La sublimazione viene utilizzata anche per stampare immagini su oggetti o superfici in poliestere o polietilene. Un'immagine realizzata con pigmenti solidi sublimabili viene riscaldata sull'oggetto per imprimerlo in modo permanente su di esso. Il calore applicato aiuta anche i pori del materiale ad aprirsi in modo che i gas colorati li attraversino.

Sentieri delle comete

Le scie delle comete sono il risultato della sublimazione del loro contenuto dal ghiaccio e da altri gas congelati. Poiché la pressione nel Cosmo è praticamente inesistente, quando queste rocce circondano una stella, il loro calore ne riscalda la superficie e le fa rilasciare un alone di particelle gassose che riflettono la luce irradiata su di esse.

Sublimazione artistica

Sebbene lasci il regno chimico o fisico, la parola "sublime" si applica anche a ciò che va oltre il convenzionale; una bellezza, tenerezza e profondità inconcepibili. Dal semplice o semplice (solido), un'opera artistica o qualsiasi altro elemento può sorgere (gas) per trasformarsi in qualcosa di sublime.

Inchiostri da stampa

Le stampanti a sublimazione a secco utilizzano il processo di sublimazione per stampare immagini di qualità fotografica. Il processo inizia quando ci sono film speciali che contengono pigmenti solidi che, una volta riscaldati, sublimano e vengono successivamente ripresi.

Le immagini possono essere stampate su maniche in poliestere, vasi o fogli di alluminio o cromo.

aromi

Anche i deodoranti per ambienti solidi sublimano. Questi composti sono generalmente esteri, compresi quelli che si trovano nella toilette. Questo è il modo in cui le sostanze chimiche entrano direttamente nell'aria e rendono l'odore fresco.

Cadmio

Un altro elemento che sublima a bassa pressione. Ciò è particolarmente problematico in situazioni in cui si lavora in alto vuoto.

Grafite

Questo materiale viene sublimato facendo passare una corrente elettrica ad alto amperaggio in alto vuoto. Questa procedura viene utilizzata nella microscopia elettronica a trasmissione per rendere i campioni conduttivi e avere una risoluzione più elevata.

Oro

La sublimazione dell'oro è usata per realizzare medaglie poco costose e gioielli "placcati in oro". Viene anche utilizzato per il trattamento di campioni di microscopia elettronica a scansione.

antracene

È un solido bianco che sublima facilmente. Questo metodo è generalmente utilizzato per la purificazione.

Acido salicilico

È usato come unguento per alleviare la febbre poiché si sublima facilmente. Questo metodo viene utilizzato anche per la sua purificazione.

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